腈纶是由聚丙烯腈的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。聚丙烯腈的聚合物链中的腈基，是具有高电化学稳定性的典型强吸电子基团，这使得聚丙烯腈聚合物成为制备固态电解质的理想候选材料。

　　胡毅介绍，腈纶在储能器件中的应用具有可行性，服用腈纶与聚丙烯腈主要成分相同，成本也相对较低。若将废弃服用腈纶替代聚丙烯腈聚合物作为原料应用于储能领域，将实现废弃纺织品的绿色低成本高值化利用。

　　此次研究中，科研人员对回收得到的废旧腈纶纱（含染色腈纶）进行简单的清洗和干燥处理后，再用洁净的腈纶纱制备出腈纶溶液，继而将锂镧钽锆氧（LLZTO）陶瓷纳米粒子分散在腈纶溶液中，制备腈纶基陶瓷复合静电纺丝前驱体溶液。“电纺已经实现产业化，因此我们选择用电纺技术，获得3D结构的LLZTO/腈纶纳米纤维网络，作为复合固态电解质的填充框架。”胡毅介绍，通过简单的液相组装，科研人员就可将聚合物溶液（PEO-LiTFSI溶液）渗透到复合纤维网络中，得到LLZTO/腈纶复合固态电解质。

　　科研人员将整个制备过程比作钢筋混凝土的建造过程，在这个制备过程中，腈纶起到了钢筋框架的作用，而聚合物则渗透到复合纤维网络中，相当于混凝土和钢筋框架浇筑成一体。这样制备出的增强型复合固态电解质具有更好的热稳定性、机械性能和电化学稳定性。

　　近年来，固态电解质的研究成为一项热点。与电解液相比，其在锂离子电导率、提高电化学稳定性等方面均有提升。

　　此次实验显示，LLZTO/腈纶复合固态电解质表现出较高的离子电导率。由此制成的软包电池可在动态弯曲下稳定工作，而且在极端条件下，能够保持安全稳定运行并可为LED灯持续稳定供电。

　　胡毅介绍，LLZTO是一种氧化物陶瓷固体电解质，其纳米颗粒均匀分散在连续的LLZTO/腈纶复合纳米纤维中。这种结构不仅避免了LLZTO颗粒的团聚，而且能够形成连续的离子传输路径，还有利于导电聚合物溶液渗透到复合纤维框架中，以形成连续的陶瓷/聚合物界面，最终实现锂金属电池的稳定循环。

　　胡毅说，演示实验证明了LLZTO/腈纶复合固态电解质在全固态锂金属电池中具备超高安全性，并有望作为柔性储能器件应用到可穿戴电子产品当中。

　　“传统平面固态电解质制备工艺繁琐，而此次研究的3D结构固态电解质制备过程较为简单。我们其实是用染整（即印染）的思维去做能源储件。”胡毅介绍，制备过程中所用的LLZTO陶瓷纳米颗粒为团队自主研发，价格较低，因此整个制备过程成本相对较低。未来，该研究将有望应用于更多领域。